万方数据
万方数据
竖
杆
‘‘Ｌ”形的角部模数单元组件‘‘ｘ”形的内部模数单元组图１ＣＵＢＩＣｓｐａｃｅｆｒａｍｅ体系的单元组件图Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｕｎｉｔｍｏｄｕｌｅｃｈａｒｔｏｆ
ＣＵＢＩＣｓｐａｃｅｆｒａｍｅ
．４．．８．．．．×．．．．３．．．，．．５．．４．．．７．．．＝．．．１．．．７．．．０．．．．．２．．．５．．６．．．—ｍ—
飞机库结构平面
图２飞机库布置图
Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｈａｎｇａｒ
圈３飞机库实录
Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｒｅｃｏｒｄｏｆｔｈｅ
ｈａｎｇｅｒ
杆件中央附近的原理，建成柱网为１１ｍ×１ｌｍ的两跨钢筋混凝土装配整体式空腹网架结构，该结构采用预制单元，它有别于钢空腹网架，即竖杆反弯点也作为装配点，如图４所示，预制件接头处预留钢筋，二次浇筑高一级标号的混凝土形成整体，该建筑两层，楼盖及屋盖均为此类结构，１９８４年投入使用至今已达２４年，结构完好无损，也是我国最早建成的钢筋混凝土空腹网架结构，建筑面积４９０ｍ２。
６中国工程科学
圈４空腹网架预制单元
Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｕｎｉｔｏｆｏｐｅｎ—ｗｅｂ
ｇｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
２．２钢筋混凝土空腹网架的组成与构造特点钢筋混凝土空腹网架是由钢筋混凝土空腹桁架交叉组成的两向或三向空腹网架。桁架上、下弦截面为矩形，竖杆为方形截面，当一个方向剪力较大时，作一字形截面，两个方向剪力较大时，可作成十字形截面，当空腹网架现场浇制时，施工工序为自下而上。网格一般在ａ＝１５００～２０００ｒａｉｎ之间，结构高度ｈ＝（１／１５—１／１８）￡（短跨），图５（ａ）、图５（ｂ）为短跨Ｌ≤２４ｍ网架的几何尺寸和截面形式，支座附近节点间由于剪力过大，可在空腹内加斜杆，如图５（ａ）虚线所示。
圈５空腹网架截面形式
Ｆｉｇ．５
Ｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎｆｏｒｍｏｆｏｐｅｎ—ｗｅｂ
ｇｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
工程实践中为了减少现场整体浇筑的工作量，也可预制成口形框架，现场二次浇筑混凝土形成整体，图６（ａ）为预制装配整体式空腹网架，其竖杆形成四肢格构式，当跨度大于２４ｉｎ时，为了进一步降低结构自重，将上、下弦杆在预制场地作成空腹形，如图６（ｂ）所示。
空腹网架如同横放的空间框架结构，存在节点 万方数据
万方数据
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６０ＩＴｌｌｎ厚彩钢复合板的正放四角锥网架。楼盖原设计为钢一混凝土正放四角锥组合网架，考虑防锈、防火后单价７２９形ｍ２，后改为正交斜放现场浇制空腹网架。图８（ａ）为其网格布置平面图，图８（ｂ）为室内空腹网架工程实录。
图８贵州省安顺市体育训练馆
Ｆｉｇ．８ＴｈｅａｔｈｌｅｔｉｃｔｒａｉｎｉｎｇｈａｌｌｉｎＡｎｓｈｕｎ
ｄｔｙｏｆＧｕｉｚｈｏｕｐｒｏｖｉｎｃｅ
网架高度ｈ＝ｌ５００（Ｌ／１６），无防锈、防火费用，单价４２５形ｍ２，下降３０４形ｍ２，其耐久性也大幅度提高。
２）深圳市宝安中学综合楼楼盖。该楼１９９６年建成投入使用，综合楼楼下分两跨，即游泳池３３ｍＸ３１ｍ，体育训练馆１８ｍＸ３１ｍ，采用现场浇制的斜交斜放钢筋混凝土空腹网架，楼上为一跨５１ｍ×３１ｍ作大型会堂使用，屋盖采用网架结构，图９（ａ）为综合馆外景，图９（ｂ）为游泳池顶部空腹网格造型。从１９９５年投入使用至今已１３年，未作任何维修，若为钢一混凝土组合网架，至少每３年进行一次全面维修。而钢筋混凝土空腹网架作楼盖，使用方未作任何维修，其耐久性已为实践证实。
３）贵阳市青少年文体中心楼盖和屋盖。贵阳市青少年文体中心平面尺寸２４ｍＸ３３．６ｍ，两对边柱网为６ｍ（４Ｘ６ｍ＝２４ｍ），另两对边柱网５．６ｍ（６×５．６ｍ＝３３．６ｍ），其两层楼盖和一层屋盖均采用钢筋混凝土正交正放空腹网架结构，结构高度ｈ＝１．５ｍ（ｈ／Ｌ＝１／１６）网格ａｌ×口ｌ＝２ｒａＸ１．８７ｍ，１９９６年建成投入使用，历时１２年，图１０（８）为该建筑外景，图１０（ｂ）为室内网格造型。
４）长春市欧亚卖场楼盖与屋盖。１９９９—２００１年分三期建成的长春市欧亚卖场是国内大型超市之
图９深圳保安中学
Ｆｉｇ．９ＴｈｅＢａｏａｎ
ｍｉｄｄｌｅｓｃｈｏｏｌ
ｉｎＳｈｅｎｚｈｅｎｄｔｙ
图１０贵阳市青少年文体中心
Ｆｉｇ．１０
Ｔｈｅ
ｙｏｕｎｇｐｅｏｐｌｅｌｉｔｅｒａｒｙｓｔｙｌｅ
ｃｅｎｔｅｒｉｎＧｕｉｙａｎｇｃｉｔｙ
一，总面积４．２５Ｘ１０’ｍ２，柱网１０ｍ×１０ｍ，１２ｍＸ１２ｍ总体分三层（局部四、五层）采用现场浇制正交正放空腹网架，其大口径空调管均设置于空腹内，结构高度ｈ＝１０００ｍｍ（ｈ／Ｌ＝１／１０—１／１２）与常规多层钢筋混凝土框架结构比较下降８０影ｍ２，仅结构总费用节约３４００万元，尚未计入节约大型空调管吊架等设施费用。图１１（ａ）为该建筑外景，图１１（ｂ）为该建筑结构内部构造，空调等水平管线均在空腹内，室内造型美观大方。
２００８年第１０卷第７期９ 万方数据
图１１欧亚卖场
Ｆｉｇ．１１Ｔｈｅｏｕｙａｍａｒｋｅｔｐｌａｃｅ
２．４．２有代表性的装配整体式钢筋混凝土空腹网架工程实例
现场浇制钢筋混凝土空腹网架为满堂脚手架立模后分下弦、竖杆、上弦及面板整体浇筑，模板量大，且费工费时，因为网格几何尺寸基本一致，仅配筋分区配置，在预制厂预制为口字形框架，接头处丢出钢筋后，安装就位后二次浇筑混凝土，即形成装配整体式，由于其竖杆为四肢格构式，竖杆杆端弯矩转化为各肢的轴心拉压力，大幅度降低其杆端弯矩，其剪切刚度也相应提高，从施工角度分析，除模板量大幅度下降外，工地施工文明程度也相应提高。
１）贵阳市乌当开发区办公楼采光大厅。该采光大厅屋盖平面尺寸为１４．４ｍ×２８．８ｍ，Ｌ】／Ｌ２＝２，接近单向受力，采用预制装配整体式正交斜放钢筋混凝土空腹网架，周边网格３６００组成菱形，边长２．５４５ｍ，预制构件均为相同尺寸的口字形框架，交叉点分上、中、下三处节点二次浇制成形，该工程混凝土折算厚度１８．６ｅｍ／ｍ２，用钢量２９．２ｋｇ／ｍ２，１９８８年建成使用，历时２０年，图１２为该工程近期工程实录。
２）中国水电顾问集团贵阳勘察设计研究院游泳馆采光屋盖结构。该院２００７年１０月建成的健身中心游泳馆采光屋盖为２２．５ｍ×３７．５ｍ，采用口字形框架预制构件，在交叉点上、中、下三处节点二次
１０中国工程科学
图１２贵阳市乌当开发区办公楼采光大厅Ｆｉｇ．１２
Ｔｈｅ
ｌｉｇｈｔｉｎｇｈａｌｌｏｆｔｈｅＷｕｄａｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｚｏｎｅｏｆｆｉｃｅｂｕｉｌｄｉｎｇｉｎＧｕｉｙａｎｇｃｉｔｙ
现浇形成整体。图１３（ａ）为该屋盖正交斜放网格布置图，图１３（ｂ）为预制构件在现场拼装之前工程实录，图１４为脱架后工程实录。
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图１３游泳馆采光屋盖布置
Ｆｉｇ．１３Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｉｎｇｒｏｏｆ
ｏｆｔｈｅｎａｔａｔｏｒｉａｍ
图１４游泳馆采光屋盖实录
Ｆｉｇ．１４Ｔｈｅｒｅｃｏｒｄｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｉｎｇｒｏｏｆ
ｏｆｔｈｅ
ｎａｔａｔｏｒｉｕｍ 万方数据
万方数据
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高度分别为５００ｍｍ（Ｌ／３０）和６００ｌａｉｎ（Ｌ／２５），超荷载试验后投入使用，历时１３年，图１９（ａ）为其外景，图１９（ｂ）为室内网格造型。
图１９贵州通源汽车公司综合楼
Ｆｉｇ．１９ＴｈｅｂｕｉｌｄｉｎｇｏｆＴｏｎｇｙｕａｎ伽
ｃｏｍｐａｎｙｉｎＧｕｉｚｈｏｕ
３．４．２大跨度椭圆形平面的楼盖
长春市吉林省政协礼堂楼盖与屋盖（两层，２００１年建成），该建筑为椭圆形平面，短轴２２ｍ，长轴２６ｍ，楼盖采用加细石混凝土叠合层做法，结构高度ｈ＝７００（Ｌ／２９）。图２０为该建筑空腹夹层板网格布置图。空腹夹层板应用于圆形、１／４圆形、不规则四边形平面的楼盖时，也取得了较好的技术经济指标。
２６０００
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圈加吉林省政协礼堂布置图
№．２０Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｐｏｌｉｔｉｃａｌｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ａｓｓｅｍｂｌｙｈａｌｌｉｎＪｉｈｎｐｒｏｖｉｎｃｅ
１４中国工程科学３．４．３大跨度建筑的屋盖与楼盖
１）贵州大学（蔡家关校区）邵逸夫学术中心篮球馆（１９９８年建成）。该馆平面尺寸２４ｍＸ３０ｍ，周边柱网６ｍ，空腹夹层板厚ｈ＝８００（Ｌ／３０）网格２ｍ×２ｍ，混凝土折算厚度２２．１ｃｍ／ｍ２，用钢３３．２ｋｇ／ｍ２，学术报告厅１８ｍＸ１８ｍ，网格１．８ｍ×１．８ｍ结构高度６００（Ｌ／３０）混凝土折算厚度２０ｃｍ／ｍ２，用钢３０．５ｋｇ／ｍ２，１９９８年建成使用已１０年，图２１为篮球馆室内网格造型。
圈２ｌ贵州大学篮球馆
Ｆｉｇ．２１
ＴｈｅｂａｓｋｅｔｂａｌｌｈａｌｌｏｆＧｕｌｚｈｏｕ
ＵｎｉｖｅｒｃｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
２）贵州大学学术报告厅（１９９８年建成）。平面尺寸１８ｍ×１８ｉｎ，空腹夹层板高度６００ｍｍ，网格１８００ｍｍ×１８００ｍｍ，混凝土折算厚度１８．６ｃｍ／ｍ２，用钢量３０ｋｇ／ｍ２，图２２为窜内网格造型。
图２２贵州大学学术报告厅
Ｆｉｇ．２２
Ｔｈｅａｃａｄｅｍｉｃ
ｒｅｐｏｒｔｈａｌｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕ
ＵｎｉｖｅｒｃｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
３）贵州省赤水市三中综合馆楼盖与屋盖（１９９９年建成）。该建筑两层，楼下为体育训练馆，楼上为食堂平面尺寸２４ｍ×３６ｍ，周边６ｍ柱网，其楼盖与屋盖均采用空腹夹层板，结构高度ｈ＝８００（／．／３０），混凝土折算厚度２０．５ｃｍ／ｍ２，用钢量平均值４４ｋｇ／ｍ２。比原采用预应力框架梁（４５０
ｒａｉｎ× 万方数据
ｌ５００ｍｍ）混凝土（３０．５ｅｍ／ｍ２）下降１０ｅｍ／ｍ２用钢量７８ｋｒ／ｍ２下降３４ｋｇ／ｍ２，经济效益显著，图２３（ａ）为结构网格布置图，图２３（ｂ）为该楼盖下部网格造型。
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图２３赤水市三中
Ｆｉｇ．２３
Ｔｈｅ伽ｉｒｄｍｉｄｄｌｅｓｃｈｏｏｌｉｎＣｈｉｓｈｕｉｃｉｔｙ
３．４．４大跨度预应力混凝土屋盖（１９９９年建成）贵州省贵阳市贵州铝业总公司本部兴建室内温水游泳馆，３２ｍ×４６ｍ，原设计为正放四角锥网架，６０ｍｍ厚彩钢复合板，考虑防锈处理后单价１０５０元ｒ．／ｍ２，工程实践早已证明，温水游泳馆采用钢网架，壁厚仅有６～３．５ｍｍ的薄壁管，是很难保证其耐久性的，后修改为“部分预应力无粘结混凝土空腹夹层板结构”，并进行了现场静力超载试验。３２ｍ×４６ｍ的空腹板周边简支承在周边框架梁上，结构高度ｈ＝１０００（Ｌ／３２）网格２ｍ×２ｍ，沿纵向中间六根拉力最大的下肋（４５０ｍｉｌｌ×２５０ｍｍ）采用无粘结预应力，满堂脚手架施工完成后，再在中部六根下肋建立预应力。该结构混凝土折算厚度２４．５ｃｍ／ｍ２，用钢量（含钢索）５２．２ｋｇ／ｍ２，单方造价５２０ｆｆ．／ｍ２，比钢网架下降５３０衫ｍ２，节约人民币７８万元，从１９９９年建成使用近１０年，未做任何屋盖维修，图２４（ａ）为该馆外景，图２４（ｂ）为其网格室内造型。
钢筋混凝土空腹夹层板楼盖或屋盖是在钢筋混
图２４贵州铝厂游泳馆
Ｆｉｇ．２４ＴｈｅｎａｔａｔｏｒｉｕｍｏｆＧｕｉｚｈｏｕａｌｕｍｉｎｕｍ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ
凝土空腹网架的基本力学模型（夹芯板）的基础上进一步开拓创新，降低结构高度，提高抗剪刚度而形成的新型钢筋混凝土平板型空腹网格结构体系。从研制至今，历时１４年。２００５年已出版地区规程（ＤＢ２２／４８－－２００５），这种具有我国自主知识产权的新型结构体系，具有广泛的应用前景。
４钢筋混凝土双重网格结构体系
４．１钢筋混凝土双重网格结构的组成与构造特点４．１．１钢筋混凝土双重网格结构的组成与构造特点
钢筋混凝土双重网格结构是由空腹梁交叉组成六边形、菱形、三角形大网格，并在大网格空腹梁上肋内由密肋梁形成方形、三角形小网格，从而形成双重网格结构，如图２５和图２６所示。
４．１．２钢筋混凝土双重网格结构的两种形式１）蜂窝形双重网格结构。由空腹梁组成中间六边形大网格，周边组成五边形、四边形、三角形网格，在空腹梁的交叉点处设置“剪力键”，将空腹梁分为上肋和下肋两部分，并要求剪力键的净高ｈ。与键的宽ｂ之比小于或等于ｌ，即＾。／ｂ≤１，确保空腹梁有足够的抗弯刚度的同时，也具有较好的抗剪刚度。空腹梁形成的大网格的上弦层内布置三角形小网格，如图２５（ａ）的六边形大网格对角线跨度为６ｍ，沿对角线三向划分为６个等边（３ｍ）三角形，
２００８年第ｌＯ卷第７期１５ 万方数据
万方数据
４．２．２双重网格结构的实用分析方法
此类双重网格结构的精确分析方法自然是离散化分析方法，即将结构离散为：板壳单元（预制薄板）、空间梁、柱单元（肋、短柱），分别建立单元刚度矩阵，利用位移协调原理，建立总刚度矩阵及荷载列阵，求解方程组，得到位移和内力的有限元收敛解。
为了使该类新型结构得以广泛应用，必须有一种简洁、实用，并且易为广大设计者所掌握和运用的分析计算法，为此，我们结合国内现行的建筑结构三维空间分析软件，提出一种实用分析方法——“双
重网格梁法”。通过将两向交叉平面空腹梁等代为两向交叉的实腹梁，混凝土密肋梁支承于网格折算的实腹梁上，形成双重网格，采用现行软件求变形和内力。
４．３蜂窝形双重网格结构大比例尺缩尺模型试验４．３．１缩尺（１／３）模型制作及分级加载简述图２５为平面尺寸２１ｒｎ×２５．９８ｍ的蜂窝形双重网格结构布置图和空腹梁及密肋梁构造图，六边形网格内六个等边三角形带肋板，带肋板之间间距３００ｍｍ，肋高２５０ｍｍ，后二次浇制混凝土，空腹梁截面分上肋３００ｍｍ×２５０ｒｔｌｍ，下肋４００ｍｍ×２５０ｍｍ，剪力键为六边形，边宽ｂ＝３００ｍｍ，净高ｈ。＝３００ｍｍ。ｈｏ／２ｂ＝３００／２Ｘ３００＝１／２＜１，具有剪力键功效，１／３缩尺模型按相似原理为基础，并采用量纲分析方法设计，图２７为空腹梁截面尺寸，结构标准恒载５．５３ｋＮ／ｍ２，标准使用荷载３ｋＮ／ｍ２，超载５０％，即８．５３＋０．５×８．５３＝１２．８ｋＮ／ｍ２，分十二级加载，图２８为结构位移测点布置图。
图２７截面构造图
Ｆｉｇ．２７Ｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｌｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎ
图２９ａ为模型大网格下肋及剪力键制作，图２９ｂ为搁放预制带肋三角形板后，再二次浇制肋缝混凝土。
图２８结构测点布置图
Ｆｉｇ．２８Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓ
图２９ａ空腹梁下肋及剪力键施工图
Ｆｉｇ．２９ａＢｏｔｔｏｍｒｉｂｓａｎｄｓｈｅａｒｂｌｏｃｋｓｏｆＯｐｅｎ－
ｗｅｂｐｌａｔｅｕｎｄｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
图２９ｂ在剪力键上搁置三角带肋板
后配筋浇制混凝土
Ｆｉｇ．２９ｂＴｒｉａｎｇｕｌａｒ－ｍｅｓｈｓｌａｂｓｏｎｓｈｅａｒ
ｂｌｏｃｋｓａｎｄｃａｓｔ．ｉｎ．ｓｉｔｅＲＣｒｉｂｓ
４．３．２试验结果分析简述
１）两类双重网格结构的组成与构造特点是上表层网格密，且有薄板参加工作，故上表层刚度好，而下表层仅由大网格的下肋组成，其刚度比上表层差，腹部剪力键的抗剪刚度虽然较大，但布置较稀，抗剪刚度不如常规空腹夹层板好，但从变形规律分析，仍属“网格板系”，采用一般网格梁计算方法求解变形和内力。
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２００８年第１０卷第７期１７
黎囊寨鬈枨一
艇黠辩麓辫随
一
万方数据
万方数据
中国钢筋混凝土空间网格结构新体系的开拓与发展(上)
作者：马克俭， 张华刚， 肖建春， 卢亚琴
作者单位：贵州大学空间结构研究中心,贵阳,550003
刊名：
中国工程科学
英文刊名：ENGINEERING SCIENCE
年，卷(期)：2008,10(7)
被引用次数：6次
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2.刘风华.程峰钢筋混凝土网架结构的优化设计[期刊论文]-中外建筑2002(3)
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